Módulo 6 – Rolamento e corpos rígidos Objetivo: Estudar o movimento de rotação de um corpo rígido em torno de um eixo móvel Movimento mais geral de um corpo rígido é a combinação da translação do centro de massa com a rotação em torno de um eixo que passa pelo centro de massa Energia cinética de um corpo rígido: Energia cinética de translação Energia cinética de rotação
Rolamento sem deslizamento: Ponto de contato com a superfície deve permanecer instantaneamente em repouso. Isto impõe a condição:
Sistema: esfera metálica que desce uma canaleta rolando sem deslizar H h A 2d D R r v h d H 2d A Parâmetros físicos: A: alcance h: altura do movimento de rolamento H: altura da queda livre R: raio da esfera 2d: largura da canaleta v: velocidade de lançamento r: raio do movimento de rolamento: v=ωr
Cálculo do alcance - divide-se o movimento em duas etapas: rolamento e queda livre H h A 2d D R r v h d H 2d A Queda livre:
Rolamento: conservação da energia Momento de inércia da esfera em relação a um eixo que passa pelo centro de massa: Rolamento sem deslizamento:
Inicialmente, vamos aprender a medir R e d com o paquímetro Inicialmente, vamos aprender a medir R e d com o paquímetro. As incertezas destas medidas são muito menores que as incertezas das medidas de H e h, realizadas com uma régua. Incerteza de A (teórica):
Atividade I – Medir o alcance para 3 esferas de diâmetros diferentes, soltando-as de uma altura h fixa, comparando os resultados experimentais com as previsões teóricas R (cm) A exp(cm) δA exp(cm) A teo(cm) δA teo(cm) (fim da primeira aula)
Atividade II – Usando uma das esferas, medir o alcance para 5 alturas h diferentes, obtendo o coeficiente angular da reta A2 x h e comparando o resultado experimental com as previsão teórica Coeficiente angular: Incerteza: